1、高中地理第3章地理信息技术应用第2节遥感技术及其应用学案湘教版必修3第二节遥感技术及其应用生活链接当前，我国多地农业统计调查进入无人机时代。无人机技术通过对影像的拼接、裁剪、处理、提取、分析等，直观展现农作物种植情况的时空分布，计算农作物的种植面积，实现定时、定量、定位的精准监测，取得真实客观的种植面积数据，数据精度、可靠性和实效性大幅度提高。课程标准学习目标核心素养运用有关资料，了解遥感(RS)在资源普查、环境和灾害监测中的作用。了解：遥感技术的发展历史。知道：遥感技术的概念、发展过程及分类。理解：遥感技术的工作原理及其在资源普查、环境和灾害监测中的作用。应用：学会利用遥感成像特点及规律简单
2、地解译、判读遥感影像。综合思维：归纳、总结遥感的工作原理和用途。地理实践力：了解遥感在资源普查中的应用，学会运用遥感技术原理解决实际问题。自主预习固根基主干引导 夯基固本一、遥感技术1遥感的概念与发展(1)原理：不同物体对电磁波发射、反射和吸收的特性不同。(2)概念：借助对电磁波敏感的仪器，在不与探测目标接触的情况下，记录目标物对电磁波的辐射、反射、散射等信息，揭示目标物的特征、性质及其变化的综合探测技术。(3)特点2遥感技术系统与遥感类型(1)系统组成：由遥感平台、传感器、信息传输装置、数字或图像处理设备以及相关技术等组成。(2)分类分类依据类型遥感平台的高度航天遥感、航空遥感、近地遥感传感
3、器是否主动向观测目标发射电磁波主动式遥感与被动式遥感电磁波的波谱范围紫外遥感、可见光遥感、红外遥感、微波遥感、多谱段遥感等应用领域或专题环境遥感、大气遥感、资源遥感、海洋遥感、地质遥感、农业遥感、林业遥感等(3)航天遥感、航空遥感与近地遥感的比较航天遥感航空遥感近地遥感运载工具及遥感平台高度地球资源、海洋、气象等专题卫星，以及航天飞机、宇宙飞船、航天空间站等利用飞机携带遥感仪器，距地面60025 000米距地面几十米以内主要优点及应用范围覆盖范围大，不受领空限制，可进行定期、重复观测等机动性强，可以根据研究主题选择适当的传感器、适当的飞行高度和飞行区域主要用于城市遥感、海面污染监测、森林火灾监
4、测等中高分辨率的遥感任务中自我探究如何理解遥感是人的视力的延伸？答案遥感是人的视力的延伸，它主要表现在以下三方面：(1)遥感能够精确地观测到距离更遥远、范围更广阔的现象。例如，我国的气象卫星可以获得整个地球的影像等。(2)遥感能够更及时、更持久地监测事物的发展变化。例如，卫星可以对台风、沙尘暴的发生、发展和消亡进行动态监测。(3)遥感能观察到可见光之外肉眼看不见的光线。这些肉眼看不见的光线包括紫外线、红外线、微波等。它们往往包含了物体重要的信息，例如，红外线常含有物体温度的信息。二、遥感与资源普查1勘探矿产资源(1)借助遥感技术发现蕴藏矿产的地质断裂或环形构造带。(2)分析遥感图像划定蕴藏矿产
5、的大致区域，缩短探矿时间。2调查生物资源(1)技术手段：通过遥感图像解译或图像处理技术。(2)内容：提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息。(3)服务部门：农业、林业、城市绿化、环境保护等。三、遥感与环境灾害监测1意义(1)为社会信息化提供高分辨率的信息资源。(2)改变人们的生产、生活与交往方式。(3)提高人类对周围生活环境与灾害的认识。2洪涝灾害的监测(1)优点：实时和准确地收集洪水分布资料。(2)作用：为抗洪救灾和减灾决策提供重要的依据。自我探究能够利用遥感预测地震等地质灾害吗？答案由于遥感与人工调查相比具有巨大的优越性，所以应用越来越广泛；但是一些电磁波不明显(如某种疾病的疫情
6、等)，或在地下，具有突发性的灾害(如地震、火山喷发等)仍然无法预测。1遥感的关键装置是()A航空器 B传感器C胶片质量 D磁带质量答案B解析遥感的关键装置是传感器，它对遥感图像的质量起关键性作用。2下列不能用遥感卫星直接监测的自然灾害是()A台风 B洪涝C地震 D森林病虫害答案C解析地震灾害具有突发性，且发生在地下，遥感卫星不能直接监测。教材P91活动不同地物在同一波段反射率不同，同一地物在不同波段反射率也不同，由此导致其反射波谱特征不同，根据地物反射波谱曲线就可以区分和识别地表物体。教材P92活动1在特定的卫星图像上，健康的植被往往呈鲜红色，而长势比较弱的植被颜色比较浅。因此人们可以通过卫星
7、图像上植被颜色的差异判定植物的生长状况。2判断水体污染、分析城市大气污染、监测森林火灾、调查生物资源、估算农作物产量、勘探矿产资源等领域。3不同的土地利用类型如草地、荒地、撂荒的土地具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测这些土地利用类型对电磁波的反射和它们自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁波特性转换为图像，经过处理，提取土地利用类型的信息，完成远距离识别地物和地物的状态，实现对土地资源的普查。教材P9394活动1判断三幅遥感图像可以分析出黄河三角洲地区建筑用地的变化，如黄河北岸地区建筑用地明显增多，居住区和沿海水产业建筑区的面积增大；也可以分析出黄河三角洲地区环境的变迁，如植被覆盖区范围
8、的增大表明很多地方由原来的荒地变为种植业区；还可以分析出黄河三角洲地区的环境问题，如黄河水携带的泥沙有明显增多的趋势，说明黄河流经地区的环境破坏非常严重、水土流失在加剧。2我国的环境与灾害问题有：土地荒漠化、土壤盐渍化、环境污染、植被破坏、水旱灾害、滑坡、地震、泥石流、农林病虫害、森林火灾等。遥感技术可以及时探知森林火灾发生的地点和范围，分析大火蔓延的方向，为灭火总指挥部制订灭火计划、灭火部署提供科学依据。3遥感在环境与灾害监测中的案例：美国利用卫星图像研究烟尘污染，监测到纽约因倾倒垃圾、酸液所引起的污染范围。他们曾经利用1972年10月10日的陆地卫星图像，发现有一股从纽约新建的国际造纸公司
9、排入尚普兰湖的污染流，这股污染流一直流到附近的佛蒙特州，地面的观测也证实了这个结论，为此佛蒙特州以卫星图像为依据，对该厂提出了法律诉讼。主题探究提素能创设情境 激活思维探究点遥感技术读遥感工作原理示意图，探究下列问题。(1)遥感卫星的关键装置是什么？除了遥感卫星之外还有哪些常见的遥感平台？(2)与传统方法相比，遥感技术有哪些优点？(3)遥感探测与传感器运载工具飞行高度有何关系？答案(1)关键装置是传感器。遥感平台还包括航空遥感平台(如各种飞机、气球、探空火箭等)和航天遥感平台(如宇宙飞船、航天空间站和航天飞机等)。(2)优点：探测的范围大、获得资料的速度快、周期短、手段多；获得的信息量大、用途
10、广泛；提高精度、质量，节省人力、物力，提高效率。(3)传感器运载工具的飞行高度对遥感探测的范围、速度、周期、分辨率等影响很大。一般来说，运载工具飞得越高，探测的范围越大，获得资料的速度越快，周期越短，对地物的分辨率越低。反之，运载工具飞得越低，探测的范围越小，获得资料的速度越慢，周期越长，对地物的分辨率越高。需要注意的是，遥感对地物的分辨率除与飞行高度有关外，还与传感器的性能有关。遥感技术(1)工作环节(2)优点探测的范围大：每幅陆地卫星图像覆盖的地面范围达3万平方千米。获得资料的速度快、周期短：陆地卫星遥感每18天可以覆盖地球一遍，并且是连续观测。手段多，获得的信息量大：遥感可以根据不同目的
11、和任务，选用不同的波段和不同的遥感仪器取得所需的信息，还能探测到一定深度的海底和冰层。用途广泛：遥感技术已广泛应用于农业、林业、地质、海洋、水文、气象、测绘、环境保护、防灾救灾和军事侦察等许多领域。中国嫦娥系列已经发射过多次，其中在2013年12月2日1时30分，嫦娥三号月球探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，2013年12月14日成功软着陆于月球雨海西北部，登月任务获得成功。据此完成(1)(2)题。(1)获取月球表面影像技术的一般特点是()A可提供精密的三维坐标、速度和时间，具有连续性和实时性B可通过专门的计算机系统，成为地图的延伸C可对遥远地物进行感知，探测范围大，受地面限制
12、少D可以对地理空间数据进行输入、管理、分析和表达(2)“嫦娥二号”距离月球最近只有15千米，比“嫦娥一号”近得多，这有利于()A节省探测时间 B提高探测分辨率C获取更大区域图像 D便于控制降落解题思路第(1)题，遥感技术的特点是：视野广阔，监测范围大，可覆盖整个地球；能够瞬时成像、实时传输、快速处理，迅速获取信息和实施动态监测的特点。第(2)题，嫦娥二号距离月球近，这有利于更近距离地获取信息，提高探测分辨率。答案(1)C(2)B方法指导图示法记忆遥感技术的特点探究点遥感与资源普查阅读下面漫画，探究下列问题。(1)漫画中反映了遥感技术在哪一领域的应用？(2)遥感技术还能应用在哪些领域？答案(1)
13、勘探矿产资源。(2)生物资源普查、环境灾害监测等。遥感与资源普查勘探矿产资源，调查生物资源、水资源等是遥感技术在资源普查中的应用领域，如下表所示：应用领域具体内容意义勘探矿产资源蕴藏矿产的地方有许多是地质断裂或环形构造带，借助遥感技术较容易“发现”矿产的存在人们只需要分析遥感图像就可以划定蕴藏矿产的大致区域，大大缩短探矿时间调查生物资源通过遥感图像解译或图像处理技术，提取植被的分布、类型、结构、健康状况、产量等信息为农业、林业、城市绿化、环境保护等部门服务调查水资源遥感在流域和水资源、农业节水灌溉以及水质监测和预警、水土保持监测等领域得到了广泛的应用并产生很大影响为合理利用和保护有限的水资源，
14、提高水资源的利用率提供信息支撑一种物质所产生的自身辐射或对外来辐射所产生的反射，形成了该物质的一种特殊标志波谱特征。下图显示了松林、草地、红砂岩和泥浆的反射波谱曲线，读图，回答(1)(3)题。(1)红砂岩具有高反射率的波段是()A红外线 BX光C可见光 D紫外线(2)在近红外线波段(波长在0.761.5微米之间)反射率变化最大的是()A泥浆 B草地C红砂岩 D松林(3)根据图中几种地物的反射波谱曲线，可以利用遥感所做的工作是()A判断水域状况 B探测植被类型C估算地物面积 D判断土地利用类型解题思路第(1)题，由图可知，红砂岩反射率最高的波长位于0.6微米附近，对应波段为可见光。第(2)题，在
15、近红外波段，草地的反射率变化最大。第(3)题，由题目松林、草地、红砂岩、泥浆等可知，可以利用遥感所做的工作是判断土地利用类型。答案(1)C(2)B(3)D方法指导解译遥感图像的方法对比分析法对比分析是指用不同波段、不同时间的卫星图像以及地面的已知资料进行对比，对比的目的在于相互补充、相互验证，从卫星图像上提取更多有用的信息，使判读结果更加准确可靠。探究点遥感与环境灾害监测不同物体和物体的不同状态具有不同的电磁波特性，卫星传感器探测地表物体对电磁波的反射和物体自身发射的电磁波，然后按照一定的规律把电磁辐射转换成图像，经过处理，提取物体信息，完成远距离识别物体和物体的状态，这就是遥感工作的基本原理
16、。据此探究下列问题。(1)根据以上文字材料，请你设计用遥感技术对我国滇池流域水质状况监测的方案，并提出治理的措施。(2)请照例另拟列出卫星遥感技术的两个应用领域及相关的课题名称。序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水动态分析答案(1)方案A：获得滇池水质状况遥感影像资料(或建立滇池水质遥感监测预报系统)。方案B：对水质出现的异常状况进行分析，提出预报(或根据遥感信息对水质状况监测分析，提出防治措施)。措施A：防止工业“三废”(或农田废水、污染河水、其他废弃物)直接排入湖中。措施B：保护滇池周边生态环境；对已污染水体进行(人工或生化方法)治理。(2)序号应用领域课题名称例防灾减灾长江流域洪水
17、动态分析资源普查野生藏羚羊种群数量及分布环境监测太湖的污染监测遥感与环境灾害监测应用领域具体内容备注环境监测荒漠化、土壤盐渍化、海上冰山漂流、海洋生态、全球气候变化及其影响、植被变化、水体污染、大气污染等有利于人们了解环境变化，使环境得到保护和改善灾害监测旱情、洪灾、滑坡、泥石流、火山爆发、农林病虫害、森林火灾等有利于防灾减灾目前遥感技术已被广泛应用于资源普查、灾害和环境监测等领域。据此回答(1)(2)题。(1)不同地物在同一光谱波段上的反射率差异越大，越容易区分。下图反映了甲、乙两类植物在生长期内两个波段上的反射率。在遥感影像上区分这两类植物，应该选择生长期内哪一天的影像()A第30天 B第
18、75天C第100天 D第130天(2)如果用遥感技术来监测火灾，可以()A用来预测引起火灾的原因B预测森林火灾的发生地点C预测森林火灾所造成的后果D及时探知火灾地点和范围解题思路第(1)题，由图可知，第30天，波段1和波段2的两类植物反射率曲线间隔均宽，区分明显；选项中其他时段波段1和波段2的两类植物反射率曲线间隔较窄，区分不明显。第(2)题，遥感可及时探知火灾地点和范围，不能预测火灾成因、地点和后果。答案(1)A(2)D方法指导遥感影像图片的判读方法(1)首先要明确遥感影像图片的主题内容。这是进行准确判读的前提。如格陵兰岛冰原面积变化遥感图中需要判读的是格陵兰岛的冰原面积的变化特征。(2)了
19、解影像图片中的各种地物的差别及特征。包括形状、大小、阴影、色调、颜色、纹理、图案、位置和布局等。如上图中我们可以抓住色调和形状两个要素进行判读，依据色调可确定图中的白色区域为冰原部分，依据其形状的变化可确定冰原面积的变化。(3)对主题判读地物进行分析、推理，得到我们想要的结论。如对两幅图的对比，可以发现格陵兰岛的冰原面积大大减少，说明是全球气候变暖导致的，其冰原面积的减少必然会对全球的生态环境带来一定的影响。小题速测试身手对点迁移 及时反馈探究点1遥感技术1关于遥感技术的叙述，正确的是()A遥感是人们利用肉眼在遥远的宇宙空间对地理事物进行感知B遥感是人们利用一定的技术装备，对遥远的宇宙事物进行
20、感知C遥感的关键是航空器或卫星D遥感技术能监测洪涝灾害的发展变化，便于人们及时地安排防灾、救灾工作答案D解析遥感是人们利用一定的技术装备，在航空器或航天器上，对遥远的地物进行感知。2为了及时获取、更新反映地球上大范围地区动态变化情况的遥感数据，宜选择的遥感平台(装载传感器的平台)是()A遥感车 B气球C飞机 D人造地球卫星答案D解析“及时获取、更新反映地球上大范围地区动态变化情况的遥感数据”，所以需要的遥感平台高度较高，人造地球卫星是宜选择的遥感平台。探究点2遥感与资源普查2015年玉米遥感估产报告据中华粮网农情遥感监测发现，我国玉米种植已突破5亿亩，产量更是达到1.8亿吨的庞大水平。据此回答
21、34题。3在农业方面，运用遥感技术能够()监测耕地变化调查作物分布估测粮食产量跟踪产品流向A BC D答案A解析由于不同土地利用类型、作物品种和作物的长势具有不同的反射和辐射波谱，因此可以借助遥感技术监测耕地变化、调查作物分布和估测粮食产量。4遥感技术能对玉米进行估产的原理是()A监测玉米生长的土壤类型B监测玉米苗期的生长状况C监测不同玉米品种的长势情况D监测玉米成熟前的长势情况答案D解析对粮食估产主要是监测玉米成熟前的长势情况。探究点3遥感与环境灾害监测最新卫星照片显示，北极冰川面积在不断减小。读图，完成56题。5要监测北极冰川面积的变化，应运用的主要技术手段为()A遥感技术 B全球定位系统C地理信息系统 D数字地球答案A解析及时获取冰川面积变化应运用遥感技术。6要想动态显示北极冰川面积近30年的变化状况，并预测其变化趋势，需要应用的技术手段为()A遥感技术 B全球定位系统C地理信息系统 D数字地球答案C解析地理信息技术具有模拟、预测等功能。
